Dược liệu

Alkaloids và Các dược liệu chứa Alkaloids

TS. Hoàng Lê Sơn

sonhoang.ump@vnu.edu.vn

UMP

2025-02-10

Đại cương

Lịch sử

Nhóm hợp chất khai sinh ra thuật ngữ dược liệu.

Khái niệm

Khái niệm ALKALOIDS

Alkaloid là hợp chất hữu cơ có chứa nitrogen với tác dụng dược lý đối với con người và động vật.

Về cấu trúc hóa hợp thường là vòng phức tạp có chứa nitrogen.
Thường được tìm thấy trong hạt của thực vật nhưng cũng có thể phân lập trong vỏ, quả,rễ hoặc lá.
Có thể tìm thấy ở một số động vật và nấm.
Alkaloids thường là dẫn xuất của các acid amin.
Nhiều Alkaloids có độc tính cao nhưng cũng có nhiều Alkaloid được sử dụng làm thuốc giảm đau hoặc an thần.
Hầu hết alkaloids có vị đắng

Danh pháp

Các alkaloids thường có cấu tạo phức tạp nên không gọi theo danh pháp và gọi theo tên riêng. Tên của alkaloids luôn có đuôi in và xuất phát từ:

Tên chi hoặc tên loài cây + in (ví dụ: Papaverin từ Papaver somniferum; Palmatin từ Jatrorrhiza palmata; Cocain từ *Erythroxylum coca).
Dựa vào tác dụng sinh học của alkaloids: Emetin do từ = gây nôn; Morphin từ morpheus = gây ngủ.
Có thể từ tên người + in: Pelletirin từ Pelletier; Nicotin từ J. Nicot.
Những alkaloids phụ tìm ra sau, thêm tiếp đầu ngữ, hoặc biến đổi vĩ ngữ chính: ví dụ như in thành idin, -anin, -alin.

Phân loại

Cách 1:

True Alkaloids: Là dẫn xuất của các acid amin kết hợp với dị vòng thơm chứa Nito. Thường có vị đắng bột màu trắng trừ Nicotine dạng lỏng màu nâu. Chúng thường ở dạng muối tan trong nước. Trong thực vật có thể tồn tại ở dạng tự do, muối và N-Oxides.
Protoalkaloids: là dẫn xuất của các acid amin nhưng không có dị vòng thơm chứa Nito.
Pseudoalkaloids: với cơ bản khung carbon nhưng không phải dẫn xuất của acid amin.

Cách 2: Dựa vào dị vòng

Atypical alkaloids: Không dị vòng và chứa nito ở mạch nhánh: Phenul ethyl amine, Tropolone , Modified diterpene
Typical Alkaloids: Chứa dị vòng và chứa nito ở hệ thống vòng. Mono-nuclear Heterocyclic Alkaloids (Pyridine, Piperidine,Pyrrole,Pyrrolidine, Imidazole ) và Poly-nuclear Heterocyclic alkaloids (Isoquinoline, Quinoline, Indole, Quinazoline, Tropane, Purine, Steroid, Terpenoid )

Cấu trúc hóa học

Những alkaloids của cùng một cây thường có cấu tạo tương tự nhau, chúng có chung một nhân cơ bản.

Các alkaloids ở trong cùng một họ thực vật thường có cấu tạo rất gần nhau. Ví dụ như alkaloids trong các cây họ Cà như Atropa belladonna L., Hyoscyamus niger L., Datura metel L., Datura stramonium L., Datura tatula L. đều có chung nhân tropan.
Có khi trong cùng 1 họ nhưng cấu trúc hóa học lại rất khác nhau. Ví dụ một số cây trong họ cà phê như cây càfé có cafein (nhân purin), cây canhkina (nhân quinolin).
Có alkaloids gặp ở nhiều họ khác nhau như Berberin có trong cây
Hoàng liên (họ Hoàng liên),
Hoàng bá (họ Cam chanh),
Vàng đắng (họ Tiết dê),
Berberis spp. (họ Berberidaceae).

Hàm lượng

Hàm lượng alkaloids trong cây rất thấp. Một dược liệu chứa từ 1 – 3% alkaloids đã được coi là khá cao. Trừ một vài trường hợp đặc biệt như alkaloids trong vỏ cây Canhkina (6 – 10%), alkaloids trong nhựa thuốc phiện (20 – 30%).
Trong cây alkaloids ít khi tồn tại dạng tự do (dạng alkaloids base) mà ở dạng muối của các acid hữu cơ như citrat, tactat, malat, oxalat, acetat (đôi khi của acid vô cơ) tan trong dịch tế bào.
Một số alkaloids kết hợp với tanin, hoặc kết hợp với acid đặc biêt của cây đó ví dụ acid meconic trong thuốc phiện, acid tropic trong một số cây họ Cà, acid aconitic trong cây Ô đầu.

Phân bố trong thiên nhiên

Alkaloids phổ biến trong thực vật, 6000 alkaloids từ 5000 loài, hầu hết ở thực vật bậc cao (15-10% tổng số loài cây).
Họ Trúc đào 800 alkaloids, Họ Thuốc phiện 400 alkaloids, Họ Cam chanh gần 400 alkaloids, Họ Đậu 350 alkaloids, Họ hành, họ Cà, họ Tiết dê, họ Cà phê, họ Mã tiền, họ Hoàng dương, họ Cúc, họ Thầu dầu
Họ Rannunculaceae, Berberidaceae, Papaveraceae, Buxaceae, Cactaceae có tới 50% loài chứa alkaloids.
Ở Nấm có alkaloids trong nấm cựa khoả mạch.
Ở động vật, alkaloids nhóm samandarin/tuyến da của loài kỳ nhông; bufotenin từ nhựa cóc.

Trong cây, alkaloids thường tập trung ở một số bộ phận nhất định. Ví dụ như alkaloids ở

Hạt Mã tiền, cà phê, tỏi độc;
Quả như Ớt, hồ tiêu, thuốc phiện;
Lá như Belladon, coca, thuốc lá, chè;
Hoa như Cà độc dược;
Thân như Ma hoàng;
Vỏ thân như Canhkina, mức hoa trắng, hoàng bá;
Rễ như ba gạc, lựu;
Củ như Ô đầu, bình vôi, Bách bộ.

Tính chất hóa lý

Lý tính

Thể chất: Thể rắn, công thức cấu tạo có C, H, N và O. Ví dụ: Morphin (C17H19NO3), Codein (C18H21NO3), Strychnin, quinin ..
Thể lỏng, CTCT không có oxi Ví dụ: Coniin (C8H17N), Nicotin (C10H14N2), spartein (C15H26N2) … tuy nhiên có 1 vài alkaloids không có oxi vẫn ở thể rắn như sempecvirin (C19H16N2)
Mùi vị: Không mùi
Có vị đắng nhưng một số ít có vị cay (piperin)
Màu sắc: Không màu, trừ một số có màu vàng như Berberin, palmatin

Năng suất quay cực

Phần lớn alkaloids có khả năng quay cực vì có Carbon bất đối.
Một số alkaloids là hỗn hợp đồng phân tả tuyền và hữu tuyền (racemic). Ví dụ Atropin là racemic của hyoscyamin.
Có 2 dạng đồng phân D và L thì alkaloids dạng L có tác dụng sinh học mạnh hơn dạng D. Ví dụ L-ephedrin.

Hóa tính

Tính base yếu (ngoại lệ có chất có tính base mạnh – Nicotin; không có phản ứng kiềm – Theobromin, ricinin, colchicin; phản ứng acid yếu – arecaidin, guvacin).
Do tính base yếu nên có thể giải phóng alkaloids ra khỏi muối bằng kiềm trung bình và kiềm mạnh (NH4OH, NaOH, Na2CO3)
Tác dụng với acid cho muối tương ứng.
alkaloids kết hợp với kim loại nặng tạo phức
alkaloids cho phản ứng với TT gọi là TT chung, được chia làm 2 loại: TT tạo tủa và TT tạo màu.

Độ tan:

alkaloids base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như MeOH, EtOH, Ether, CHCl3.
alkaloids dạng muối tan trong nước và không tan trong dung môi hữu cơ.

Thuốc thử đặc trưng

Thuốc thử tạo tủa rất nhạy

TT Mayer (K2HgI4): tủa màu trắng
TT Bouchardat (Iodo-Iodid): tủa màu nâu
TT Dragendorff (KBiI4): tủa vàng cam đến đỏ.

TT tạo màu

Acid sulfuric đậm đặc
Acid nitơric đậm đặc
Acid sulfonitric (TT Edrdmann)

Chiết xuất, tinh chế và phân lập

Nguyên tắc chiết xuất dựa vào tính chất của alkaloids

tính base yếu
tồn tại trong cây ở dạng muối

2 phương pháp chính

Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ trong môi trường kiềm
Chiết bằng dung dịch acid loãng trong cồn hoặc nước

Tinh chế và phân lập

Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp sắc ký cột
Phương pháp sắc ký điều chế

Định tính và định lượng

Định tính: Thuốc thử chung của alkaloids gồm

TT tạo tủa: Mayer, Bouchardat, Dragendorff. Chú ý: dạng alkaloids để làm phản ứng với TT tạo tủa luôn luôn đưa về dạng muối (môi trường acid).
TT tạo màu: mỗi nhóm alkaloids có phản ứng màu (phản ứng đặc hiệu) khác nhau. Ví dụ phản ứng Vitalli cho alkaloids nhân tropan;

Định lượng:

Phương pháp cân
Phương pháp trung hòa
Phương pháp so màu (ví dụ định lượng alkaloids vỏ canhkina bằng TT Reinecker tạo tủa màu, hòa tan tủa trong aceton).

Tác dụng dược lý

Hệ thần kinh trung ương (CNS)

ức chế TKTƯ như morphin, scopolamin;
kích thích TKTƯ như strychnin, cafein.

Hệ thần kinh thực vật

giống TK giao cảm (hưng phấn giao cảm) như ephedrin;
liệt giao cảm như yohimbin hay một vài alkaloids cựa khỏa mạch;
giống TK phó giao cảm như pilocarpin;
kháng cholin như atropin, hyoscyamin;
liệt hạch và TK giao cảm như spartein, nicotin.

Ngoài ra, alkaloids còn có một số tác dụng quan trọng như:

gây tê tại chỗ: cocain
Điều trị rung tâm thất: quinidin
Hóa trị liệu ung thư: vinblastin, ellipticine
Sốt rét: quinin
Kháng khuẩn: berberin

Dược liệu chứa Alkaloid

Danh sách dược liệu chứa alkaloids

Tên dược liệu	Dược điển Việt nam	Dược điển Hồng Kông	Tên dược liệu	Dược điển Việt nam	Dược điển Hồng Kông
ích mẫu	X	X	Vàng đắng	X
Cau	X	X	Hoàng đằng	X
Hồ tiêu	X		Vông nem	X	X
Hoàng bá	X	X	Thuốc phiện	X	X
Canhkina			Trinh nữ hoàng cung	X
Bình vôi	X		Ba gạc
Hoàng liên	X		Mã tiền	X	X
Lạc tiên	X	X	Chè xanh
Ô đầu	X	X	Mực hoa trắng	X	X
Bách bộ	X	X	Tỏi độc
Ớt